7. Kế hoạch thực hiện
3.2.2. Các phương pháp lọc tích cực dựa trên miền thời gian
Phương pháp này có ưu điểm hơn phương pháp trên miền thời gian là khối lượng tính toán ít hơn so với trên miền tần số. Theo lớp phương pháp này có một số phương pháp như phương pháp trên khung toạ độ dq, phương pháp dựa trên thuyết p-q…
3.2.2.1. Phương pháp xác định dòng bù trong hệ dq
Theo phương pháp này có thể xác định toàn bộ dòng bù hoặc có thể lựa chọn từng thành phần sóng điều hoà cần bù.
- Phương pháp xác định toàn bộ dòng bù: Phương pháp này dựa trên khung toạ độ dq để tách thành phần sóng điều hoà bậc cao ra khỏi thành phần sóng cơ bản. Thuật toán thể hiện phương pháp:
- Phép quay khung toạ độ dq quay với góc quay của tần số cơ bản. Khi đó trong khung toạ độ dq thành phần dòng với tần số cơ bản coi như thành phần dòng một chiều và thành phần sóng điều hoà như thành phần dòng xoay chiều. Sau đó sử dụng bộ lọc thông cao tách ra thành phần xoay chiều, thành phần này chính là thành phần của các sóng điều hoà bậc cao.
Hình 3.2: Thuật toán xác định dòng bù trong hệ dq
Sau khi tính được dòng bù cần thiết trong hệ dq ta cần chuyển sang hệ toạ độ chuẩn abc. Biến đổi từ hệ dq sang hệ abc như sau:
(3.3) Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn
Phương pháp xác định từng thành phần sóng điều hoà cần bù: phương pháp này dựa trên cơ sở phép quay khung tạo độ.
Điểm khác biệt so với phương pháp trên là từ dòng cần tách ra sóng điều hoà sẽ chuyển sang khung toạ độ dq với góc quay bằng bội số lần của góc quay thành phần cơ bản, khi đó trong khung tọa độ mới dq thành phần một chiều tương ứng với thành phần sóng điều hòa cần tách và bằng cách sử dụng bộ lọc thông thấp ta có thể tách ra được thành phần một chiều này. Sau đó chuyển sang khung tọa độ abc, sẽ xác định được thành phần sóng điều hòa tương ứng.
Ưu điểm của phương pháp này là có thể tác động tới từng thành phần sóng điều hòa bậc cao muốn lọc. Hình 3.3 thể hiện thuật toán của phương pháp này.
Hình 3.3: Thuật toán lựa chọn sóng điều hòa cần bù trong hệ dq
3.2.2.2. Phương pháp xác định dòng bù dựa trên lý thuyết pq
Theo [9].,[12]. các bước để xác định dòng bù cần thiết theo phương pháp này được tiến hành như sau:
+ Với hệ thống 3 pha có dây trung tính.
Công thức quy đổi điện áp được xác định theo (3.4):
Hình 3.4: Mô hình bộ lọc tích cực theo lý thuyết pq.
(3.4) Mặt khác công thức quy đổi dòng điện, được xác định theo (2.13):
(3.5) + Với hệ thống 3 pha không có dây trung tính:
Công thức quy đổi điện áp:
(3.6) Công thức quy đổi dòng điện:
(3.7) - Công suất tải được tính theo công thức:
(3.8) - Công suất p, q có thể tách được ra thành 2 thành phần:
+ Thành phần một chiều p, q tương ứng với thành phần cơ bản của dòng tải.
+ Thành phần điều hòa bậc cao :
(3.9) Khi đó, tổng công suất tức thời xác định bởi tải:
(3.10) Trong đó:
p: thành phần công suất tác dụng của P3−pha q: thành phần công suất phản kháng của
Nguồn chỉ cung cấp thành phần công suất một chiều của tải và công suất tổn hao của bộ nghịch lưu.
Bộ lọc tích cực có nhiệm vụ cung cấp thành phần công suất xoay chiều
~p của p và công suất phản kháng q.
Khi đó ta có công suất cung cấp bởi bộ lọc:
(3.11) và dòng cần bù:
(3.12) Tuy nhiên do điện áp trên tụ là không ổn định, do đó để đảm bảo điện áp trên tụ không đổi thì nguồn cần cung cấp một công suất p0 để duy trì điện áp trên tụ không đổi. Bởi vậy, công thức tính dòng bù cần thiết trong hệ αβ khi kết hợp cả chức năng lọc sóng điều hòa và bù công suất phản kháng:
(3.13) Từ công thức này, ta tính được dòng bù trong hệ tọa độ abc:
(3.14) Ưu điểm của phương pháp này là có thể lọc triệt để sóng hài và bù được công suất phản kháng, khối lượng tính toán ít do thuật toán đơn giản, số lượng cảm biến đo ít, loại bỏ được sự dao động của điện áp tụ C.
Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế là điện áp tính toán yêu cầu phải sin và cân bằng. Giải pháp để khắc phục hiện tượng điện áp lưới không sin hoặc mất cân bằng có hai cách:
Cách thứ nhất: Sử dụng mạch khóa pha (PLL- Phase locked loop) để xách định thành phần cơ bản tại điểm kết nối.
Cách thứ hai: Lọc bỏ thành phần sóng điều hòa trong điện lưới trước khi đưa vào tính toán.